Le moteur électrique
Un moteur électrique est composé principalement d’un stator (fixe), et d’un rotor (qui tourne). Le stator entoure le rotor, et génère un champ magnétique qui le traverse. Ce champ peut être généré par induction, ou par des aimants permanents (comme sur les illustrations de cette page). Le rotor est constitué de bobines dont le fil est recouvert d’une couche isolante, et de connecteurs. Il est solidaire de l’axe central du moteur. Voici une vue en coupe d’un moteur électrique simple :
D’après Laplace, un conducteur placé dans un champ magnétique B→ et parcouru par un courant I→, est soumis à une force F→, perpendiculaire au plan formé par I et B. La direction et le sens de ces trois vecteurs sont déterminés par la règle des trois doigts de la main droite (voir schéma ci-contre). Le pouce indique le sens du courant, l’index indique le sens du champ magnétique, et le majeur indique le sens de la force.
C’est ainsi que le courant et le champ magnétique présents dans un moteur électrique permettent de faire tourner le rotor, et donc l’axe du moteur. Observez le schéma ci-contre représentant de manière simplifiée un moteur électrique.
Comme vous pouvez le voir, il y a deux pôles (en vert). Ces pôles transmettent le courant au connecteur central. Un fil relie les 2 pôles en formant un rectangle (ce fil représente une bobine de 1 spire). Sur ce fil s’exerce la force de Laplace, comme illustré par des flèches. La force de Laplace ne s’exerce bien sûr pas seulement en ce point, mais sur toute la longueur du fil, tant qu’il est perpendiculaire au champ magnétique.
Le moteur illustré sur ce schéma a deux phases, pour plus d’efficacité. Cela signifie qu’à chaque moitié de tour du rotor, le courant dans la bobine s’inverse, et que la force est toujours exercée dans le sens de rotation. Le moteur délivre ainsi une puissance élevée et continue, dès une fréquence de rotation basse.
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